Як зробити підсилювач звуку своїми руками (УЗМЧ) на транзисторах, мікросхемах або ламповий

Схема найпростішого підсилювача звуку. Як своїми руками зробити підсилювач для колонок, навушників, компютера, сабвуфера.

Купивши хороший ноутбук або крутий телефон, ми радіємо купівлі, захоплюючись безліччю функцій і швидкістю роботи пристрою. Але варто підключити гаджет до динаміків, щоб послухати музику або подивитися фільм, ми розуміємо, що звук виробляється пристроєм, як кажуть «підкачав». Замість повноцінного і чистого звучання, ми чуємо незрозумілий шепіт з фоновим шумом.

Але не варто засмучуватися і лаяти виробників, проблему зі звуком можна вирішити самостійно. Якщо ви трохи знаєтеся на мікросхемах і вмієте добре паяти, то вам не складе труднощів зробити власний підсилювач звуку. У нашій статті ми розповімо як зробити підсилювач звуку для кожного типу пристрою.

Як зробити підсилювач звуку?

На початковому етапі роботи щодо створення підсилювача, вам необхідно знайти інструменти і придбати комплектуючі деталі. Схема підсилювача виготовляється на друкарській платі за допомогою паяльника. Для створення мікросхем використовуйте спеціальні паяльні станції, які можна купити в магазині. Використання друкованої плати дозволяє зробити пристрій компактним і зручним в експлуатації.

Підсилювач звукових частот
Не забувайте про особливості компактних одноканальних підсилювачів на основі мікросхем серій TDA, основним з яких є виділення великої кількості тепла. Тому постарайтеся при внутрішньому пристрої підсилювача, виключити зіткнення мікросхеми з іншими деталями. Для додаткового охолодження підсилювача, рекомендується використовувати радіаторну решітку для відводу тепла. Розмір решітки залежить від моделі мікросхеми і потужності підсилювача. Заздалегідь сплануйте місце для тепловідведення в корпусі підсилювача.
Ще однією особливістю самостійного виготовлення підсилювача звуку, є низьке споживання енергії. Це в свою чергу дозволяє використовувати підсилювач в автомобілі підключивши його до акумулятора або в дорозі, використовуючи живлення від батареї. Спрощені моделі підсилювача, вимагають напруги струму всього лише в 3 вольта.

Основні елементи підсилювача
Якщо ви початківець радіоаматор, то для більш зручної роботи, рекомендуємо вам скористатися спеціальною комп’ютерною програмою — Sprint Layout. За допомогою цієї програми ви зможете самостійно створювати і переглядати схеми на комп’ютері. Врахуйте, що створення власної схеми має сенс лише в тому випадки якщо ви маєте достатній досвід і знання. Якщо ви недосвідчений радіоаматор, то користуйтеся вже готовими і перевіреними схемами.

Нижче ми наведемо схеми та описи різних варіантів підсилювача звуку:

Підсилювач звуку для навушників

Підсилювач звуку для портативних навушників володіє не великою потужністю, але споживає дуже мало енергії. Це важливий чинник для мобільних підсилювачів які живляться від батарейок. Також на пристрій можна помістити роз’єм для живлення від мережі через адаптер 3 вольта.

Саморобний підсилювач для навушників
Для виготовлення підсилювача для навушників вам знадобляться:

  • Мікросхема TDA2822 або аналог KA2209.
  • Схема складання підсилювача.
  • Конденсатори 100 мкФ 4 штуки.
  • Гніздо для штекера навушників.
  • Роз’єм для адаптера.
  • Приблизно 30 сантиметрів мідного дроту.
  • Тепловідвідні елемент (для закритого корпусу).

Схема підсилювача звуку для навушників
Підсилювач виготовляється на друкованій платі або навісним монтажем. Не використовуйте в цьому вигляді підсилювача імпульсний трансформатор, оскільки він може створювати перешкоди. Після виготовлення, даний підсилювач здатний забезпечити потужний і приємний звук з телефону, плеєра йди планшета.
Ще одним варіантом саморобного підсилювача для навушників, ви можете ознайомитись у відеоролику:

Підсилювач звуку для ноутбука

Підсилювач для ноутбука збирається в тих випадках, якщо потужності вбудованих в нього динаміків не вистачає для нормального прослуховування, або якщо динаміки вийшли з ладу. Підсилювач повинен бути розрахований на зовнішні динаміки до 2 ватт і опір обмоток до 4 Ом.

Підсилювач звуку для ноутбука
Для складання підсилювача вам будуть потрібні:

  • Друкована плата.
  • Мікросхему TDA 7231.
  • Блок живлення на 9 вольт.
  • Корпус для розміщення компонентів.
  • Конденсатор неполярний 0,1 мкФ — 2 штуки.
  • Полярний Конденсатор 100 мкФ — 1 штука.
  • Полярний Конденсатор 220 мкФ — 1 штука.
  • Полярний Конденсатор 470 мкФ — 1 штука.
  • Резистор постійний 10 Ком — 1 штука.
  • Резистор постійний 4,7 Ом — 1 штука.
  • Вимикач двопозиційний — 1 штука.
  • Гніздо для входу на гучномовець — 1 штука.

Схема підсилювача звуку для ноутбука
Порядок складання визначається самостійно в залежності від схеми. Радіатор охолодження повинен бути такого розміру, щоб робоча температура всередині корпусу підсилювача не перевищувала 50 градусів за Цельсієм. Якщо ви плануєте використовувати пристрій поза приміщення, то для нього необхідно виготовити корпус з отворами для циркуляції повітря. Для корпусу можна використовувати пластиковий контейнер або пластмасові коробки з-під старої радіоапаратури.
Візуальну інструкцію ви можете подивитися у відеоролику:

Підсилювач звуку для автомагнітоли

Даний підсилювач для автомагнітоли зібраний на мікросхемі TDA8569Q, схема не складна і дуже поширена.

Підсилювач звуку для автомагнітоли
Мікросхема має наступні заявлені характеристики:

  • Вхідна потужність 25 ват на канал 4 Ом і 40 ватт на канал 2 Ом.
  • Напруга живлення 6-18 вольт.
  • Діапазон відтворюваних частот 20-20000 Гц.

Для використання в автомобілі, до схеми необхідно додати фільтр від перешкод, які створюються генератором і системою запалювання. Мікросхема також має захист від короткого замикання на виході і перегріву.

Схема підсилювача звуку для автомагнітоли
Звіряючись з представленою схемою зробіть закупівлю необхідних компонентів. Далі намалюйте друковану плату і просвердлите в ній отвори. Після цього їх слід протруїти плату хлорним залізом. У висновку луди і починаємо припаювати компоненти мікросхеми. Врахуйте що доріжки харчування краще покрити більш товстим шаром припою, щоб не було осідань по харчуванню.
На мікросхему потрібно встановити радіатор або організувати активне охолодження з допомогою куллера, інакше при підвищеній гучності підсилювач буде перегріватися.
Після складання мікросхеми, необхідно виготовити фільтр для живлення за наведеною нижче схемою:

Схема фільтра від перешкод
Дросель фільтра мотається в 5 витків, проводом перерізом 1-1,5 мм, на феритовом кільці діаметром 20 мм.
Також цей фільтр можна використовувати якщо ваша магнітола ловить «наводки».
Увага! Будьте уважні і не переплутайте полярність живлення, інакше мікросхема моментально згорає.
Як зробити підсилювач для стерео сигналу, ви також можете дізнатися з відео:

Підсилювач звуку на транзисторах

В якості схеми транзисторного підсилювача використовуйте схему приведену нижче:

Схема транзисторного підсилювача звуку
Схема хоч і стара, але має масу шанувальників, з наступних причин:

  • Спрощений монтаж з-за малої кількості елементів.
  • Немає необхідності перебирати транзистори в комплементарні пари.
  • 10 ватт потужності, з запасом вистачає для житлових кімнат.
  • Хороша сумісність з новими звуковими картами і програвачами.
  • Відмінна якість звуку.

Почніть складання підсилювача з харчування. Розділіть два канали для стерео двома вторинними обмотками йдуть від одного трансформатора. На макеті зробіть мости на діодах Шотткі для випрямляча. Після мостів йдуть CRC-фільтри з двох конденсаторів по 33000 мкф і між ними резистор 0.75 Ом. Резистор у фільтр потрібен потужний цементний, при струмі спокою до 2А він буде розсіювати 3 Вт тепла, тому краще взяти з запасом на 5-10 Вт. Іншим резистори в схемі, потужністю 2 Вт, буде достатньо.

Підсилювач на транзисторах
Переходимо до плати підсилювача. Всі, крім вихідних транзисторів Tr1/Tr2, знаходиться на самій платі. Вихідні транзистори монтуються на радіаторах. Резистори R1, R2 і R6 краще спочатку поставити підстроєчними, після всіх регулювань випаяти, виміряти їх опір і припаяти остаточні постійні резистори з аналогічним опором. Налаштування зводиться до наступних операцій — за допомогою R6 виставляється, щоб напруга між X і нулем було рівно половиною від напруги +V і нулем. Потім за допомогою R1 і R2 виставляється струм спокою — ставимо тестер на вимірювання постійного струму і вимірюємо струм в точці входу плюс харчування. Струм спокою підсилювача в класі А максимальний і по суті, відсутність вхідного сигналу, весь йде в теплову енергію. Для 8-омних колонок цей струм повинен бути 1.2 А при напрузі 27 вольт, що означає 32.4 вата тепла на кожен канал. Оскільки виставлення струму може зайняти декілька хвилин, то вихідні транзистори повинні бути вже на охолоджуючих радіаторах, інакше вони швидко перегріються.
При регулюванні і заниження опору підсилювача може зрости частота зрізу НЧ, тому для конденсатора на вході краще використовувати не 0.5 мкф, а 1 або навіть 2 мкф в полімерній плівці. Вважається, що дана схема не схильна до самозбудженню, але на всяк випадок між точкою Х і землею ставиться ланцюг Цобеля: R 10 Ом + 0.1 мкф. Запобіжники треба ставити як на трансформатор, так і на силовий вхід схеми.
Хорошою ідеєю буде використання термопасти для максимального контакту між транзистором і радіатором.
Тепер кілька слів про корпусі. Розмір корпусу задається радіаторами — NS135-250 по 2500 квадратних сантиметрів на кожен транзистор. Сам корпус робиться з оргскла або пластмаси. Зібравши підсилювач, перш ніж почати насолоджуватися музикою, необхідно для мінімізації фону правильно розвести землю. Для цього приєднайте СЗ до мінуса входу-виходу, а решта мінуса виведіть на «зірку» біля конденсаторів фільтра.

Корпус підсилювача звуку на транзисторах
Приблизна вартість витратних матеріалів для транзисторного підсилювача звуку:

  • Конденсатори фільтра 4 штуки — 2700 рублів.
  • Трансформатор — 2200 рублів.
  • Радіатори — 1800 рублів.
  • Вихідні транзистори — 6-8 штук 900 рублів.
  • Дрібні елементи (резистори, конденсатори, транзистори, діоди) близько 2000 рублів.
  • Роз’єми — 600 рублів.
  • Оргскло — 650 рублів.
  • Фарба — 250 рублів.
  • Плата, дроти, припій близько 1000 рублів

В результаті виходить сума — 12100 рублів.
Також ви можете подивитися відеоролик зі складання підсилювача на германієвих транзисторах:

Ламповий підсилювач звуку

Схема простого лампового підсилювача складається з двох каскадів — попередній підсилювач на 6Н23П і підсилювач потужності на 6П14П.

Схема лампового підсилювача
Як видно зі схеми, обидва каскаду працюють в триодном включенні, а анодний струм ламп близький до граничного. Струми шикуються катодними резисторами — 3мА для вхідних і 50мА для вихідної лампи.
Деталі використовуються для лампового підсилювача повинні бути новими і високої якості. Допустиме відхилення номіналів резисторів може становити плюс-мінус 20%, а ємності всіх конденсаторів можна збільшити в 2-3 рази.
Фільтруючі конденсатори повинні бути розраховані на напругу не менше 350 вольт. На таке ж напруга повинен бути розрахований і міжкаскадний конденсатор. Трансформатори для підсилювача можуть бути звичайними — ТВ31-9 або більш сучасний аналог — TWSE-6.

Ламповий підсилювач звуку
Регулятор гучності і балансу стерео на підсилювач краще не встановлювати, оскільки дані регулювання можна зробити в самому комп’ютері або плеєрі. Вхідна лампа вибирається з — 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П, 6Н3П . В якості вихідного пентода застосовують 6П14П, 6П15П, 6П18П або 6П43П (зі збільшеним опором катодного резистора).
Навіть якщо у вас є працюючий трансформатор, для першого включення лапового підсилювача краще використовувати звичайний трансформатор з випрямлячем на 40-60 ват. Тільки після успішного випробування та налаштування підсилювача можна встановити імпульсний трансформатор.
Гнізда для штекерів і кабелів використовуйте стандартні, для підключення динаміків краще встановити «педальки» на 4 контакту.
Корпус для лапового підсилювача зазвичай роблять з оболонки старої техніки або кейсів системних блоків.
Ще один варіант лампового підсилювача ви можете подивитися у відеоролику:

Класифікація підсилювачів звуку

Щоб ви могли визначити, до якого класу підсилювачів звуку належить зібране вами пристрій, ознайомтеся з наведеною нижче класифікацією УМЗЧ :

    Підсилювач класу А

  • Клас А — підсилювачі цього класу працюють без відсічення сигналу на лінійному ділянці вольт-амперної характеристики підсилювальних елементів, що забезпечує мінімум нелінійних спотворень. Але за це доводиться розплачуватися великим розміром підсилювача і величезною споживану потужність. ККД підсилювача класу А становить лише 15-30%. До цього класу відносять лампові та транзисторні підсилювачі.
  • Підсилювач класу В

  • Клас У — підсилювачі класу працюють з відсіченням сигналу 90 градусів. Для режиму такої роботи використовується двотактна схема, в ній кожна частина посилює свою половину сигналу. Основний мінус підсилювачів класу, це спотворення сигналу внаслідок ступінчастого переходу однієї напівхвилі до іншої. Плюсом даного класу підсилювачів вважають високий ККД, іноді досягає 70%. Але не дивлячись на високу продуктивність, сучасних моделей підсилювача класу В, ви не зустрінете на прилавках.
  • Підсилювач класу АВ

  • Клас АВ — це спроба об’єднання підсилювачів описаних вище класів, з метою домогтися відсутності спотворень сигналу і високого коефіцієнта корисної дії.
  • Підсилювач класу Н

  • Клас Н — розроблений спеціально для автомобілів, у яких є обмеження напруги, що живить вихідні каскади. Причиною створення підсилювачів класу Н є те, що реальний звуковий сигнал має імпульсний характер і його середня потужність набагато нижче пікового. В основі схеми даного класу підсилювачів, лежить проста схема для підсилювача класу AB, яка працює за мостовою схемою. Додана лише спеціальна схема подвоєння напруги живлення. Основний елемент схеми подвоєння, накопичувальний конденсатор великої ємності, який постійно заряджається від основного джерела живлення. На піках потужності цей конденсатор підключається схемою управління з основним джерелом живлення. Напруга живлення вихідного каскаду підсилювача подвоюється, дозволяючи йому впоратися з передачею піків сигналу. ККД підсилювачів класу Н досягає 80%, при спотворення сигналу всього в 0,1%.
  • Підсилювач класу D

  • Клас D — це окремий клас підсилювачів отримав назву —«цифрові підсилювачі». Цифрове перетворення забезпечує додаткові можливості по обробці звуку: від регулювання рівня гучності і тембру до реалізації цифрових ефектів, таких як реверберація, придушення шуму, придушення акустичного зворотного зв’язку. На відміну від аналогових підсилювачів, вихідний сигнал підсилювача класу D являє собою імпульси прямокутної форми. Їх амплітуда постійна, а тривалість змінюється в залежності від амплітуди аналогового сигналу, що надходить на вхід підсилювача. ККД підсилювачів цього типу може досягати 90%-95%.

У висновку хотілося б сказати, що заняття радіоелектронікою вимагають великого обсягу знань та досвіду, що набуваються протягом тривалого часу. Тому, якщо у вас щось не вийшло, не засмучуйтесь, підкріплюйте свої знання з інших джерел і пробуйте знову!

Comments are closed.